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pte20210910005 Produkte/Innovationen, Forschung/Entwicklung

Forscher entwickeln weiche Ventile für Roboter

Anwendung in Pflege und zu Therapiezwecken - Kooperation mit Menschen wird noch sicherer


Weiches Ventil in der schematischen Vergrößerung (Grafik: Siyi Xu/Harvard, SEAS)
Weiches Ventil in der schematischen Vergrößerung (Grafik: Siyi Xu/Harvard, SEAS)

Boston (pte005/10.09.2021/06:15) - Forscher der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) http://seas.harvard.edu haben steife Roboterteile wie Ventile nun aus dielektrischen Elastomeren hergestellt. Das sind Kunststoffe, die elektrische Energie direkt in mechanische Arbeit umwandeln. Wird eine elektrische Spannung angelegt, ziehen sie sich zusammen, um sich wieder auszudehnen, wenn der Strom abgeschaltet wird. Im Fall der Ventile schließt sich der Ausgang unter Spannung und öffnet sich wieder bei Abschaltung des Stroms.

Mal kraftvoll, mal äußerst sanft

"Die heute verwendeten starren Regelsysteme schränken die Anpassungsfähigkeit und Mobilität von flüssigkeitsgetriebenen weichen Robotern erheblich ein", sagt SEAS-Forscher Robert J. Wood. Das Material, das unter seiner Federführung entwickelt wurde, ermöglicht hohe Durchflussraten, sodass damit ausgestattete Roboter bei Bedarf kraftvoll zupacken können, andererseits aber auch sanft agieren.

Die Ventile können in der Pflege oder bei therapeutisch genutzten Robotern verwendet werden. Sie sind extrem haltbar, sodass sie sich auch nach hunderttausenden Zyklen zuverlässig öffnen und schließen. "Diese weichen Ventile haben eine schnelle Reaktionszeit und sind in der Lage, fluidische Druck- und Durchflussraten zu steuern, die den Anforderungen hydraulischer Aktuatoren entsprechen", ergänzt Woods Doktorand Siyi Xu. "Sie ermöglichen eine schnelle, leistungsstarke Steuerung von Hydraulikantrieben mit einem Innenvolumen von hunderten Mikrolitern bis zu Dutzenden Millilitern." Mit den Softventilen lassen sich Aktuatoren verschiedener Größen steuern, die von einer einzigen Druckquelle angetrieben werden.

(Ende)
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